Twoje komórki używają trytytek? Polscy naukowcy właśnie to odkryli

Kto by pomyślał, że w środku zapłodnionej komórki jajowej panuje porządek rodem z warsztatu majsterkowicza. Naukowcy odkryli, że podczas dojrzewania komórek pluripotencjalnych, ich DNA dosłownie spina się w pętle za pomocą mikroskopijnych "trytytek". To one decydują, kim dana komórka zostanie - neuronem, komórką skóry czy mięśnia.

- Kluczem do tego procesu jest zmiana trójwymiarowej struktury DNA w jądrze komórkowym - wyjaśnia prof. Aleksandra Pękowska z Instytutu Nenckiego PAN. Choć wszystkie komórki mają ten sam zestaw genów, nie wszystkie są aktywne. W miarę jak komórka dojrzewa, jej chromatyna, czyli spleciony z białkami materiał genetyczny, porządkuje się. Pętle DNA stają się coraz ciaśniejsze, a geny potrzebne w danym typie komórki są aktywne, podczas gdy reszta zostaje "uciszona".

Kluczową rolę odgrywa tu białko CTCF. Działa jak opaska zaciskowa, która trzyma pętle w ryzach. Towarzyszą mu inne białka i cząsteczki RNA, pełniące funkcję biologicznego kleju. Razem tworzą system, który nadaje komórce tożsamość i nie pozwala jej tej tożsamości zgubić.

Aby przyjrzeć się, jak te trytytki działają, zespół prof. Pękowskiej zaprosił do współpracy matematyków z centrum Dioscuri kierowanego przez prof. Pawła Dłotko. - Chcieliśmy dysponować narzędziem, które w rygorystyczny sposób opisze te różnice - mówi badaczka. Matematycy wykorzystali analizę topologiczną, by z obrazów mikroskopowych odczytywać stopień dojrzałości komórek. Okazało się, że na podstawie rozmieszczenia białka CTCF można rozpoznać, czy mamy do czynienia z komórką młodą, czy już wyspecjalizowaną.

Badania opublikowane w Nature Cell Biology pokazują, że nawet najbardziej podstawowe procesy w biologii są dziełem zaskakującej inżynierii - precyzji i prządku, który sprawia, że nasz organizm sprawnie funkcjonuje.

To z pozoru drobne odkrycie może pomóc w badaniu chorób, w których struktura DNA ulega zaburzeniu, jak niektóre nowotwory czy syndrom CTCF (rzadka, genetyczna choroba neurorozwojowa charakteryzująca się opóźnieniem rozwoju umysłowego i ruchowego, a także innymi problemami rozwojowymi).

Źródło: naukawpolsce.pl